如图，某学习小组同学在做水火箭实验时，对水火箭的水平飞行距离与哪些因素有关的问题进行了研究．他们在容积为2000ml的可乐瓶内装上不同体积的水，每次发射的角度均为20°，向瓶内打气直至橡皮塞从瓶口冲出，使水火箭向前射出．下表是他们在实验中收集到的数据：
| 容积：2000ml的可乐瓶 | |||||
| 发射角度 | 20度 | ||||
| 水量（ml） | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
| 第一次距离（m） | 18.28 | 19.6 | 20.95 | 19.95 | 16.98 |
| 第二次距离（m） | 17.42 | 20.3 | 24.36 | 23.36 | 14.36 |
| 第三次距离（m） | 22.33 | 19.58 | 21.32 | 21.34 | 19.34 |
（2）由实验方案可知，他们研究的问题是________；
（3）本实验中，发射的角度为20°时，可乐瓶内装上不同体积的水，进行多次实验的目的是________；
（4）请设计一个验证“水火箭的水平飞行距离与发射角度是否有关？”的实验方案．________．
解：（1）高压气体给水和橡皮塞一向下的力，力的作用是相互的，橡皮塞给瓶向上的力使水火箭向前射出；
（2）他们实验时，是在容积为2000ml的可乐瓶内装上不同体积的水，每次发射的角度均为20°，这样控制不变的因素有：可乐瓶的容积、发射的角度；改变的因素是可乐瓶内装的水的体积；所以实验探究的是：水火箭的水平飞行距离与装水量是否有关？
（3）实验要进行多次测量，目的是为了：取得多组数据，便于寻找规律，使实验结论具有普遍意义；
（4）将可乐瓶内装上一定体积的水，多次改变发射的角度，向瓶内打气直至橡皮塞从瓶口冲出，使水火箭向前射出，测出水平飞行距离并进行比较．
故答案为：（1）力的作用是相互的；
（2）水火箭的水平飞行距离与装水量是否有关？
（3）使实验结论具有普遍意义；
（4）将可乐瓶内装上一定体积的水，多次改变发射的角度，向瓶内打气直至橡皮塞从瓶口冲出，使水火箭向前射出，测出水平飞行距离并进行比较．
（1）当一个物体对另一个物体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的；
（2）从火箭的水平飞行距离的不同，结合控制变量法分析，知道影响水火箭的水平飞行距离的因素是什么，从而能了解这个实验方案的研究的问题；
（3）在物理实验中，要从普遍中得出规律，即多次测量；
（4）利用控制变量法分析解答，让发射角度发生改变，其他的因素不变，再做实验验证．
点评：本题考查了学生对力的作用是相互的、实验探究中的提出问题和分析处理数据的能力，以及由自然现象概括总结物理规律和原理的能力，属于难题．
